专利名称：电动车辆雨刷器叶片停靠机构的制作方法
技术领域：
本公开涉及车辆雨刷器叶片组件。
背景技术：
车辆雨刷器组件是用于从车窗表面移除诸如雨水的液体和/或碎屑的装置。通常雨刷器组件和车辆的前风挡玻璃或挡风玻璃和/或车辆的后车窗一起使用。使用雨刷器组件的车辆可包括例如，机动车、火车、飞机以及船舶。雨刷器组件可通常包括长的雨刷器叶片，其在玻璃表面上来回摆动，以将水推离其表面。速度通常是可调节的，具有几个连续的速度且通常一个或多个“中间”设置。而且，叶片可适于和可能沿窗子的表面存在的任何变动的弧度相一致。在恶劣天气中，特别是在较冷的天气中，雨水或融化的血水会积聚在雨刷器叶片 上，其可能凝结成冰。积聚的冰会妨碍叶片和变动的表面弧度相一致的能力或是其擦拭能力。此外，如果在诸如暴风雪中保持和表面成静态接触，雨刷器叶片可能会冻结至窗子表面。将叶片从其冻结状态移除可能会倾向于造成对叶片的损害，这可能导致降低的擦拭性倉泛。
发明内容
车辆雨刷器组件包括配置为用于擦拭表面的雨刷器叶片、骨架和促动器。骨架包括和第二端部隔开的第一端部，且在第一端部处和雨刷器叶片联接，且在第二端部处和枢转机构联接。枢转机构配置为允许雨刷器组件沿大致远离表面的方向且在擦拭位置和停靠位置之间绕第二端部作关节运动。促动器设置为与骨架机械联动，且配置为接收将雨刷器叶片在擦拭位置和停靠位置之间变动的电促动信号，其中在擦拭位置中时雨刷器叶片和表面接触，且在停靠位置中与表面隔开。在一实施例中，促动器可包括形状记忆合金材料，其包括可响应于电促动信号在奥氏体和马氏体之间改变的晶体相。例如，形状记忆合金材料可制成具有一长度的线，其中该线配置为响应于电促动信号而缩短长度。线可与骨架机械联动，且线的长度的缩短可配置为促动骨架绕第二端部作关节运动。在一种构造中，促动器可包括布置在骨架和表面之间的可伸展凸起部，其中该凸起部具有可响应于电促动信号在标称位置和伸展位置之间变动的高度。这样的话，可伸展凸起部可操作为在变动至伸展位置时提升骨架的一部分。在另一种构造中，促动器可包括布置在骨架和表面之间的枢转支架。支架可配置为响应于电促动信号在收回位置和支起位置之间作关节运动，其中其可操作为在被关节运动至支起位置中时提升骨架的一部分。在又一构造中，车辆雨刷器组件还可包括联接至骨架的第二端部的旋转毂部。该旋转毂部可包括旋转轴线，且配置为绕第二端部且在大致沿表面的方向上让雨刷器叶片作关节运动。促动器可包括旋转毂部，其中旋转毂部被附加地配置为沿旋转轴线平动，以将雨刷器叶片在擦拭位置和停靠位置之间变动。车辆雨刷器组件可包括控制器，其配置为响应于钥匙关闭事件或用户事件提供电促动信号至促动器。附加地，枢转机构可包括锁定机构，其配置为选择性地将雨刷器叶片保
持在停靠位置。当结合附图时，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势从下文中用于实施本发明的最佳模式的详尽描述中是轻易地明显的。
图I是车辆雨刷器组件的透视示意图，其中该雨刷器组件布置在和表面接触的擦拭位置中。 图2是车辆雨刷器组件的透视示意图，其中该雨刷器组件布置在从表面隔开的停靠位置中。图3是包括肌腱式(tendon)促动器的车辆雨刷器组件的实施例的示意性侧视图。图4是包括可选择性延伸的凸起部的车辆雨刷器组件的实施例的示意性侧视图。图5是包括选择性枢转支架的车辆雨刷器组件的实施例的示意性侧视图。图6是包括可选择性平动旋转毂部的车辆雨刷器组件的实施例的示意性侧视图。
具体实施例方式参见附图，其中相同的附图标记在若干幅附图中用于标明相似或相同的构件，图I示意地示出了具有一对雨刷器组件12的车辆10，雨刷器组件配置为擦拭掉在窗子表面14上的液体。每一个雨刷器组件12都可包括骨架16，该骨架16可在第一端部20处联接至雨刷器叶片18，且在第二端部24处联接至旋转毂部22。旋转毂部22可包括大致垂直于表面14的旋转轴线，且可配置为沿表面14在弧形路径26中让雨刷器叶片18作关节运动。这样的动作可例如允许雨刷器叶片18将液体或碎屑朝向窗子表面14的周边推送。估计16还可包括联接至第二端部24的枢转机构28，其可允许骨架16和雨刷器叶片18沿大致远离表面14的方向30作关节运动，如图2中大致示出的。这样的作关节运动可大致绕第二端部24进行，且可将雨刷器叶片18在擦拭位置(在图I中40处大致示出)和停靠位置(在图2中42处大致示出)之间变动。枢转机构28可额外地配置为将雨刷器叶片18选择性地保持和/或维持在停靠位置42或擦拭位置40中，例如通过使用棘爪、栓锁、或类似的保持/锁定装置。例如，弹簧可用于将雨刷器叶片18保持在擦拭位置40中。当在擦拭位置40中时，雨刷器叶片18可沿其整个长度基本与表面14接触。因此，当雨刷器叶片18在擦拭位置40中时沿弧形路径26的运动可有效地将液体或碎屑从表面14清除。相反地，当雨刷器叶片18在其停靠位置42中时，雨刷器叶片18可大致离开表面14或定位与从表面14分开。如在图2中进一步示出的，为了升起和/或保持在停靠位置中的骨架16和雨刷器叶片18，支架44可在表面14和骨架16之间伸展。当将车辆停靠在湿冷天气状况中时，将雨刷器叶片18从表面14分开(即在停靠位置42中)可防止叶片18冻结至表面14。类似地，当在热的环境状况中时，停靠位置42可例如在叶片18可能由于热量而软化时防止叶片18靠着表面14而永久变形。
如在图3-6中大致示出的，促动器50可与骨架16机械联动，且可配置为将雨刷器叶片18在擦拭位置40和停靠位置42之间变动。促动器50可配置为接收来自控制器54的电促动信号52，且响应于信号52变动雨刷器叶片18。尽管促动器50可采取各种形式，但是在一种构造中，其可包括形状记忆合金材料56，该材料具有响应于电促动信号52而在奥氏体和马氏体之间可改变的晶体相。当在此处使用时，术语“形状记忆合金”(通常简写作“SMA”)指的是表现出形状记忆效应的合金。即，形状记忆合金材料56可发生固态晶体相改变，以在马氏体相(即“马氏体”)和奥氏体相(即“奥氏体”)之间转变。换句话说，形状记忆合金材料56可发生位移性相变而非扩散性相变，以在马氏体和奥氏体之间转变。位移性相变是通过原子(或原子团)相对于其相邻原子(或原子团)的协作运动而产生的结构改变。通常，马氏体相变指的是较低温度的相变，且通常较比相对高温的奥氏体相更可形。形状记忆合金材料56开始从奥氏体相变化至马氏体相时所处温度被称作马氏体 开始温度，Ms。形状记忆合金材料56完成从奥氏体至马氏体的转变时所处的温度被称作马氏体完成温度，Mf。类似地，在形状记忆合金材料56被加热时，形状记忆合金材料56开始从马氏体相变化至奥氏体相时所处的温度被称作奥氏体开始温度，As。形状记忆合金材料56完成从马氏体相变化至奥氏体相时所处的温度被称作奥氏体完成温度，Af。因此，形状记忆合金材料56特征在于冷态，即，在形状记忆合金材料56的温度低于形状记忆合金材料56的马氏体完成温度Mf时的状态。类似地，形状记忆合金材料56特征还在于热态，即，在形状记忆合金材料56的温度高于形状记忆合金材料56的奥氏体完成温度Af时的状态。在操作中，形状记忆合金材料56被预应变，或经受能够在改变晶体相时改变尺寸的拉伸应力，以由此将热能转换成机械能。即，如果被假塑性预应变，则形状记忆合金材料56可将晶体相从马氏体变化至奥氏体，并由此尺寸收缩，以将热能转换成机械能。相反地，形状记忆合金材料56可将晶体相从奥氏体变化至马氏体，且如果处在应力下则由此尺寸扩展，以将热能转换成机械能。假塑性预应变指的是当在马氏体相中时拉伸形状记忆合金材料56，从而在加载载荷的状况下由形状记忆合金材料56表现出的应变在去掉载荷后不完全恢复，其中纯弹性应变可完全恢复。在形状记忆合金材料56的情形中，可以对材料施加载荷从而在超过材料的真塑性应变极限之前能超过弹性应变极限且在材料的马氏体晶体结构中发生变形。在该两个极限之间的这种类型的应变是假塑性应变，这么称呼是因为当去掉载荷后其表现为已经发生了塑性变形。但是，当加热至形状记忆合金材料56变化至其奥氏体相的温度点时，该应变可被恢复，所形状记忆合金材料56返回至载荷施加之前观察到的原有长度。形状记忆合金材料56可在安装到促动器50之前被拉伸，使得形状记忆合金材料56的标称长度包括可恢复的假塑性应变。在假塑性变形状态(相对较长的长度)和完全恢复奥氏体相(相对较短的长度)之间的改变可用于升起雨刷器叶片18。形状记忆合金材料56可在改变晶体相以由此将热能转换成机械能时改变尺寸和模量两者。更具体地，如果被假塑性预应变，则形状记忆合金材料56可在马氏体至奥氏体的晶体相改变后发生尺寸缩短，且如果在拉伸应力之下，则在从奥氏体至马氏体的晶体相改变后尺寸延展，以将热能转换成机械能。因此，如果形状记忆合金材料56经由电促动信号52被电阻加热,贝U其可在马氏体和奥氏体之间改变晶体相时发生尺寸缩短。形状记忆合金材料56可具有任何合适的成分。特别地，形状记忆合金材料56可包括(但不限于)从下列元素组中选出的元素钴、镍、钛、铟、猛、铁、钮、锌、铜、银、金、镉、锡、硅、钼、镓、以及以上的组合。例如，且非限制性地，合适的形状记忆合金56可包括镍-钛基合金、镍-铝基合金、镍-镓基合金、铟-钛基合金、铟-镉基合金、镍-钴-铝基合金、镍-猛-镓基合金、铜基合金(例如铜-锌合金、铜-招合金、铜-金合金、和铜-锡合金)、金-镓基合金、银-镉基合金、锰-铜基合金、铁-钼基合金、铁-钯基合金、以及以上的组 形状记忆合金材料56可为双相的、三相的、或更多相的，只要形状记忆合金材料表现出形状记忆效应，即形状取向、阻尼容量等的变化。具体的形状记忆合金材料56可根据雨刷器组件12将用于的预计操作温度进行选择。在一个具体的示例中，形状记忆合金材料56可包括镍和钛。在其他实施例中，促动器50可包括电机、螺线管、或其他可对电促动信号52有响应的促动装置。尽管图3-6示出了各种类型的促动器，但是这些组合应被视作是示例性的而非排他性的。如可理解的，形状记忆合金材料56可适于用其他线性促动装置代替。替换地，枢转机构28可直接联接至和/或包括各种直接驱动电机、齿轮电机、或其他类似的驱动机构。在实施例中，雨刷器组件12还可包括返回机构58，该机构可配置为将叶片18从停靠位置变动至擦拭位置40。返回机构58可例如是可施加力至骨架16的弹簧或促动器，其方式是将骨架16和雨刷器叶片18沿朝向表面14的方向绕枢转机构28旋转。在一种构造中，返回机构58可配置为提供逐渐的返回力以将组件12可控地返回至擦拭位置40。在另一种构造中，在叶片18撞击表面14时返回机构58可施加足以将碎屑或冰从雨刷器叶片18敲松的力。这样的话，停靠机构可用做去冰装置。具体参见图3，雨刷器组件12被示意地示出，其中雨刷器组件12包括联接至骨架16的第一端部20的雨刷器叶片18。骨架16还可包括在第二端部24处联接的枢转机构28。图3示出了布置在停靠位置42中的雨刷器组件12，其已经从擦拭位置40沿大致远离表面14的方向30发生了变动。如在图3中示意地示出的，促动器50可包括以肌腱式(tendon like)的结构跨枢转机构28布置的形状记忆合金材料56。在一种构造中，形状记忆合金材料56可连接至凸起部60，该凸起部可从骨架延伸出，以增强促动器50的机械杠杆作用。在另一实施例中，第二凸起部可类似地布置在枢转机构28的相对侧上，以进一步增强促动器50的机械杠杆作用。形状记忆合金材料56可制成为线，其可具有配置为响应于电促动信号52而缩短的长度。在一种构造中，电促动信号52可由控制器54提供,该控制器可与促动器50成电连通。这样的话，线可在马氏体相下假塑性地预拉升，且雨刷器组件12处在擦拭位置40中。在接收到电促动信号52后，形状记忆合金材料56的相可变化至奥氏体，其中假塑性应变可恢复。形状记忆合金材料56的长度的减少可对应地促动骨架16绕第二端部24(即枢转机构28)作关节动作。如将理解的，骨架16的关节运动可将雨刷器叶片18在与表面14接触的擦拭位置40和与表面14隔开的停靠位置42之间变动。
图4是雨刷器组件12的示意图，其包括配置为提升骨架16的一部分的促动器50。如所示，促动器50可布置在表面14和骨架16之间，且可包括可延伸凸起部70，其适于机械地接合且施加提升力至骨架16。在一种构造中，凸起部70可选择地在标称位置72和延伸位置74之间变动。在标称位置72中，不例性地，凸起部70可大致布置为与骨架16隔开，和/或处于一种构造——在该构造中凸起部70基本不施加向上的提升力至骨架16。在延伸位置74中，凸起部70可从表面14向上延伸至一程度，其中其可将骨架16和雨刷器叶片18保持在停靠位置42中。促动器50可配置为响应于例如由控制器54提供的电促动信号52在标称位置72和延伸位置74之间变动。在变动中，凸起部70可机械地接合骨架16，且可进一步促动其绕第二端部24枢转远离表面14。在一实施例中，促动器50可示例性地包括一个或多个促动器元件，这些元件可各自包括相应的记忆合金材料56。在另一实施例中，促动器50可包括一个或多个其他线性类型促动器，诸如示例性地，螺线管、齿轮齿条机构、线性螺纹、电控气动或液压装置、或其他类似地布置的促动器。
如示意地示出的，形状记忆合金材料56可布置在凸起部70和表面14之间。在这样的实施例中，形状记忆合金材料56可被假塑性地预应变且配置为当其变动至奥氏体相时(例如当被电促动信号52电阻加热时)长度缩短。如可理解的，其他类似的构造可用于允许凸起部70响应于电促动信号52从表面14延伸出。图5示意地是示出了风挡雨刷器组件12的实施例，其中促动器50包括布置在骨架16和表面14之间的枢转支架80。支架80可配置为在收回位置82 (即，基本平行于表面)和支起位置84之间枢转，其中支架80可操作为在被关节运动至支起位置84 (如所示)时提升骨架16的一部分。支架80可响应于可由控制器54提供的电促动信号52在收回位置82和支起位置84之间变动。 在一种构造中，促动器60可包括形状记忆合金材料56，该形状记忆合金材料例如可联接在凸起部86和关节运动的支架80之间。形状记忆合金材料56可在处在收回位置82中时被假塑性预应变，但是，其可在变动至奥氏体相(例如，通过电阻加热)时使所述应变回复且长度缩短。在其他构造中，可将其他的旋转或线性促动器用以将支架80在收回位置82和支起位置84之间变动。例如，马达可联接至枢转支架80的中央毂部，直接地联接或通过一个或多个齿轮、皮带或滑轮联接，以选择性地让支架80作关节运动。当变动至支起位置84时，支架80可机械地接触骨架16，并促动其枢转远离表面14。尽管图4和5示意地示出了布置在表面14上且配置为向上延伸至骨架16的促动器，但是同样也可将促动器50布置在骨架16上，其中其将被配置为向下延伸以接触表面14并施加提升力。图6示意地示出了雨刷器组件12的实施例，其将促动器50整合至旋转毂部22，该促动器可让雨刷器叶片18沿表面14在弧形路径26 (如参照图I在上文中大致描述的)中枢转。如示意地示出的，旋转毂部22可配置为将旋转运动90赋予驱动轴92，该驱动轴可直接连接至骨架16。驱动轴92可布置在驱动装置94内，该驱动装置配置为使得轴92绕旋转轴线96进行旋转运动90。在一实施例中，驱动轴92可为布置在定子中的转子。但是在其他实施例中，可替换地或附加地将各种凸轮机构和/或联动机构用作驱动装置94，以让驱动轴92作关节运动。
如在图6中大致地提供的，驱动轴92可布置为在驱动装置94内且沿旋转轴线96平动。该平动可大致在第一位置98和第二位置100之间进行。在驱动轴92平动时，其可刚性地和骨架16联接，使得骨架16将沿旋转轴线96相应地平动，该旋转轴线96可垂直于表面14。骨架16相对于表面向下/向内的平动可继而使得骨架16绕凸起部102枢转，该凸起部可从表面14延伸出。类似地，促动可产生绕枢转机构28的相应的枢转运动。驱动轴92的平动可由促动器50造成，促动器可示例性地包括对由控制器54提供的电促动信号52做出响应的形状记忆合金材料56。在其他构造中，促动器50可包括其他类型的线性促动器，诸如示例性地，螺线管、齿轮齿条机构、线性螺纹、电控气动或液压装置、或其他类似地布置的促动器。如将理解的，驱动轴92的平动以及相应的枢转运动可操作为将雨刷器叶片在擦拭位置(未示出)和停靠位置42之间变动。尽管图3-6意图示出各种促动技术和/或机构，但是应理解促动器可使用其他机构装置以将雨刷器组件12从擦拭位置40变动至停靠位置42。类似的装置可包括被促动的 4杆(或更多杆)连接部、提供提升力至骨架的可平动楔部/斜面、或其他类似的机构。如在图3-6中大致地示出的，控制器54可对事件信号110有响应。事件信号110例如可以是由用户事件产生的信号，该用户事件例如可以是按压按钮、切换开关或转动转盘(即，由车辆的用户/乘客操作的促动装置)。这样的话，控制器54可对由用户进行的按钮/开关/转盘的促动(以及对相应的事件信号110)做出响应以产生电促动信号52，其可继而使得雨刷器叶片18在擦拭位置40和停靠位置42之间变动。在实施例中，事件信号110可包括标示钥匙关闭事件(即，车辆被变动至“关闭”状态，例如通过将点燃钥匙变动至关闭位置)的信号。这样的话，控制器54可在车辆处在“关闭”状态中时提供电促动信号52。该构造可为较取决于用户驱动事件而言是一种更自动的促动。这样的话，控制器54可对钥匙关闭事件做出响应，以将擦拭器叶片18在擦拭位置40和停靠位置42之间变动。在另一种构造中，控制器54可当其接受到表明钥匙关闭事件和温度状况两者的指示时产生电促动信号52。这样的话，当车辆关闭且当温度落在叶片18处在冻结至表面14的危险点之下或增加至叶片18在表面14上熔化/变形的点时，雨刷器叶片18可自动变动至停靠位置42。尽管已经对执行本发明的最佳模式进行了详尽描述，特别是参照图3-6，对本发明相关的领域熟悉的技术人员将识别出可使用的各种替代式促动器设计。应将包含在上述描述或在附图中示出的全部内容理解为仅作说明目的，而非限制性的。
权利要求
1.一种车辆雨刷器组件，包括 雨刷器叶片，配置为擦拭一表面； 骨架，包括与第二端部隔开的第一端部，该骨架在第一端部处联接至雨刷器叶片，且在第二端部处联接至枢转机构，该枢转机构配置为允许雨刷器叶片和骨架沿大致离开表面的方向且在擦拭位置和停靠位置之间绕第二端部作关节运动；和 促动器，与骨架机械联动，且配置为接收电促动信号； 其中当在擦拭位置中时所述雨刷器叶片接触所述表面，且当在停靠位置中时所述雨刷器叶片与所述表面隔开；和 其中所述促动器配置为响应于接收到的电促动信号将所述雨刷器叶片在擦拭位置和停靠位置之间变动。
2.如权利要求I所述的车辆雨刷器组件，其中促动器包括形状记忆合金材料，该形状记忆合金材料具有响应于电促动信号而在奥氏体和马氏体之间可改变的晶体相。
3.如权利要求2所述的车辆雨刷器组件，其中所述形状记忆合金材料是具有一长度的线，该线配置为响应于所述电促动信号长度缩短。
4.如权利要求3述的车辆雨刷器组件，其中所述线与所述骨架机械联动，且其中线的长度的缩短被操作地配置为使骨架绕第二端部枢转作关节运动。
5.如权利要求I所述的车辆雨刷器组件，其中促动器包括布置在骨架和表面之间的可伸展凸起部，其中该凸起部具有响应于电促动信号而在标称位置和伸展位置之间可变动的高度；和 其中该可伸展凸起部可操作以在变动至伸展位置时将骨架的一部分升起。
6.如权利要求I所述的车辆雨刷器组件，其中所述促动器包括布置在骨架和所述表面之间的关节支架，该支架配置为响应于所述电促动信号在收回位置和支起位置之间作关节运动；和 其中该支架可操作以在关节运动至支起位置时将骨架的一部分升起。
7.如权利要求I所述的车辆雨刷器组件，其还包括联接至骨架的第二端部的旋转毂部，该旋转毂部包括旋转轴线且配置为让所述雨刷器叶片绕第二端部且在大致沿表面的方向上作关节运动。
8.如权利要求7所述的车辆雨刷器组件，其中该促动器包括旋转毂部，其中该旋转毂部被配置为沿旋转轴线平动，以将雨刷器叶片在擦拭位置和停靠位置之间变动。
9.如权利要求I所述的车辆雨刷器组件，还包括配置为提供所述电促动信号的控制器。
10.如权利要求I所述的车辆雨刷器组件，其中所述枢转机构配置为选择性地将所述雨刷器叶片保持在所述停靠位置中。
全文摘要
一种电动车辆雨刷器叶片停靠机构。其中车辆的雨刷器组件包括配置为用于擦拭表面的雨刷器叶片、骨架和促动器。骨架包括和第二端部隔开的第一端部，且在第一端部处和雨刷器叶片联接，且在第二端部处和枢转机构联接。枢转机构配置为允许雨刷器组件在第二端部沿大致远离表面的方向且在擦拭位置和停靠位置之间作关节运动。促动器设置为和骨架成机械连接，且配置为接收将雨刷器叶片在擦拭位置和停靠位置之间转变的电促动信号，其中在擦拭位置中时雨刷器叶片和表面接触，且在停靠位置中从表面隔开。
文档编号B60S1/04GK102951119SQ20121029580
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者S.R.韦伯, N.W.平托四世, P.W.亚历山大, X.高, W.G.萨默维尔, S.P.查尼斯基, T.W.考克斯, K.S.李 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司